Radiasi Lohong Hitam
Tajuk ‘radiasi lohong hitam’ mungkin kelihatan
seperti bercanggahan dengan apa yang kami sebutkan sebelumnya, iaitu cahaya
tidak akan dapat melepaskan diri dari ufuk peristiwa sebuah lohong hitam. Oleh
otu, bagaimana kita boleh menyebutkan sebuah lohong hitam memancarkan radiasi?
Ini adalah teori dari seorang ahli fizik
teoritikal yang bernama Stephen Hawking. Ia menggabungkan teori kerelatifan am
dan sebahagian teori kuantum. Ia menyebutkan bahawa lohong hitam bukanlah gelap
sepenuhnya kerana wujud radiasi yang boleh dilihat oleh pemerhati luar
dipancarkan dari lohong hitam. Ia disebabkan oleh pembuaian kuantum di
dalam vakum (seperti yang dibincangkan
sebelumnya) yang diramalkan oleh mekanik kuantum bersamaan dengan prinsip
ketidaktentuan. Berdasarkan prinsip ini, angkasa tidak boleh kosong sepenuhnya
kerana ini bermakna kuantiti medan seperti elektromagnetik atau graviti adalah
bersamaan dengan sifar dan kadar pertukaran mereka adalah sifar, yang
menyanggahi prinsip ketidaktentuan.
Oleh itu, menurut mekanik kuantum, akan
sentiasa wujud sepasang zarah maya di dalam vakum yang muncul, kemudian
Delusi
Ateisme oleh Ahmad Al-Hassan 484
bertemu dan membatalkan satu sama lain; atau
pasangan zarah-antizarah yang muncul dan membatalkan satu sama lain akibat
pelanggaran mereka. Jika kemunculannya berada pada ufuk peristiwa sesebuah
lohong hitam, atau pada sebuah ketunggalan, dan jika, dari berlanggar antara
satu sama lain dan membatalkan satu sama lain, salah satu darinya terjatuh ke
dalam lohong hitam, zarah yang menyanggah itu dapat dibebaskan dan melepaskan
diri jauh dari lohong hitam tersebut. Pemerhati dari luar akan melihatnya
sebagai radiasi yang dipancarkan dari lohong hitam. Ini disebutkan sebagai radiasi
lohong hitam. Sesetengah orang turut menyebutnya sebagai radiasi Hawking,
bersempena penemuannya. Ia bergantung kepada jisim lohong hitam tersebut atau
ketunggalan di dalam alam ini, berdasarkan persamaan berikut:
Di mana:
T = suhu lohong hitam,
h = pemalar Planck,
c = kelajuan cahaya,
G = pemalar graviti,
k = pemalar Boltzmann, dan
M = jisim lohong hitam
Dari persamaan di atas, kita akan mendapati
semakin kecil jisim lohong hitam atau ketunggalan, maka semakin tinggi suhi
radiasi lohong hitam. Untuk mengesan, memerhati dan mendokumentasikan dengan
tuntas radiasi ini di alam ini, sebuah lohong hitam yang kecil perlu ditemui.
Ini merujuk kepada lohong hitam yang mempunyai jisim yang kecil, agar
radiasinya cukup kuat dan panas untuk menonjol dari radiasi latar belakang
kosmik, yang tersebar melebihi alam pada 2.7 darjah Kelvin. Secara amnya,
sehingga hari ini, teori ini telah dibuktikan menggunakan pembuktian bukan
eksperimen.
Rajah 23: menunjukkan sinaran Hawking,
bagaimana dan di mana ia terbentuk
Delusi
Ateisme oleh Ahmad Al-Hassan 486
“Jika sebuah lohong hitam wujud, salah satu
zarah dari pasangannya mungkin akan terjatuh ke dalam lohong hitam,
meninggalkan zarah yang satu lagi bebas untuk melepaskan diri ke arah infiniti.
Untuk seseorang yang jauh dari lohong hitam, zarah yang melepaskan diri
tersebut tampak telah diradiasikan oleh lohong hitam. Spektrum sebuah lohong
hitam persis seperti yang kita jangkakan dari sebuah jasad panas, dengan suhu
yang sejajar dengan medan graviti pada ufuk —sempadan— sebuah lohong hitam.
Dengan kata lain, suhu lohong hitam bergantung kepada saiznya. [1]
Kerelatifan am meramalkan sebuah alam yang
non-statik, sebuah isu yang cuba dielakkan oleh Einstein dengan menambah
pemalar kosmologikal kepada persamaannya.
Seperti kebanyakan ahli fizik pada zamannya, Einstein mempercayai sebuah
alam yang statik dan tidak bergerak. Alam seperti ini pastinya akan runtuh ke
atasnya sendiri jika tiada daya atau tenaga untuk melawan graviti jirim dan
tenaga kosmologikal.
Bagaimanapun ahli fizik Russia, Alexander
Friedmann telah menyelesaikan isu ini dengan cara yang berbeza. Tanpa perlu
menambah pemalar kosmologikal kepada persamaan, beliau menemui penyelesaian
kepada model alam tidak bergerak yang selari dengan kerelatifan am. Einstein
akhirnya menggunapakai penyelesaian Friedmann, mengakui kesilapan beliau
menambah pemalar kosmologikal dan mengandaikan alam ini statik. Bagaimanapun, tenaga gelap, yang akan kita
bincangkan nanti, akan ditemui, yang berkerja menyanggahi graviti. Ini
bermakna, ia melaksanakan tugasnya sebagai pemalar kosmologikal dalam melawan
daya graviti jirim dan tenaga.
Kemudiannya, tiga model alam tidak pegun telah
disempurnakan, diberi terma model-model Friedmann. Ini membuka pintu kepada
sebuah alam yang sedang berkembang serta mempunyai sebuah permulaan. Model
Friedmann telah pun meramalkan alam ini sedang berkembang sebelum Edwin Hubble
menggunakan hasil dari pemerhatian ke atas galaksi untuk mendapati bahawa
frekuensi cahaya yang dipancarkan oleh galaksi berubah kepada warna merah, dan
perubahan ini bertambah apabila mereka semakin jauh. Menurut kesan Doppler, ini
bermakna, mereka semakin menjauhi dari satu sama lain pada kadar meningkat.
_______________________
[1] Sumber (Hawking - Alam semesta dalam
cangkerang walnut): ms 112
Delusi Ateisme oleh Ahmad Al-Hassan 487
Model Friedmann termasuk perkara berikut:
Model pertama:
lengkungan alam ini adalah positif seperti permukaan sebuah sfera. Jika ia
berkembang, akhirnya ia akan terhenti kerana graviti dan perkembangannya tidak
akan berterusan selamanya.
Model kedua:
lengkungan alam ini adalah negatif seperti permukaan hiperbolik paraboloid atau
seperti pelana kuda. Jika ia berkembang, perkembangannya akan berterusan
selamanya.
Model ketiga:
lengkungan alam ini adalah sifat, atau kita sebut sebagai datar. Jika ia
berkembang, kadar perkembangannya akan semakin perlahan, menghampiri namun
tidak pernah menjadi sifar. Ini bermakna ia akan menjadi perlahan, namun tidak
sepenuhnya berhenti berkembang. Menurut alam jenis ini, tenaga positif yang
diberikan oleh jirim bersamaan dengan tenaga negatif yang diberi oleh graviti.
Semua model Friedmann meramalkan pada
permulaan alam ini, jarak antara galaksi adalah sifar, dengan kata lain, saiz
alam ini adalah sifar dan ketumpatannya adalah infinit. Ini bermakna,
model-model Friedmann yang berdasarkan teori kerelatifan menyatakan bahawa alam
ini bermula dari suatu titik di mana teori kerelatifan am itu sendiri runtuh.
Titik ini digelar ketunggalan (singulariti), dan pada titik inilah Dentuman
Besar bermula.
(Rajah. 24: Model Friedman)[1]
_______________________
[1] Sumber: NRC Nat. Res. Majlis, Washington.
Menghubungkan Kuark dengan Kosmos: Sebelas Sains
Soalan untuk Abad Baru (2003) - muka surat 82. Boleh
didapati di:
http://www.nap.edu/openbook.php?record_id=10079&page=82
Sebelum ✡✡ Kandungan ✡✡ Berikutnya
Tiada ulasan:
Catat Ulasan